研究性学习小组的同学，为测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(C03)z]的化学组成，设计了如图所示的装置进行实验探究。已知碱式碳酸钴受热时可分解生成三种氧化物。(1)请完成下列实验步骤：

Question

研究性学习小组的同学，为测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(C0₃)z]的化学组成，设计了如图所示的装置进行实验探究。

已知碱式碳酸钴受热时可分解生成三种氧化物。

(1)请完成下列实验步骤：

  ①称取3．65g样品置于硬质玻璃管内，称量乙、丙装置的质量；

  ②按如图所示装置组装好仪器，并                ；

  ③加热甲中玻璃管，当乙装置中                  (填实验现象)，停止加热；

  ④打开活塞a，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量；

  ⑤计算。

(2)步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是                               

(3)某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用下列装置中的             

 (填字母)连接在  (填装置连接位置)。

(4)若按正确装置进行实验，测得如下数据。

则该碱式碳酸钴的化学式为                 。

(5)含有Co(A10₂)₂的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应，该玻璃的颜色为     。

(6)CoCl₂·6H₂O常用作多彩水泥的添加剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl₂·6H₂O的一种工艺如下：

已知：25℃时

①净化除杂时，加入H₂O₂发生反应的离子方程式为                        

②加入CoCO₃调pH为5．2～7．6，则操作I获得的滤渣成分为                 。

③加盐酸调整pH为2～3的目的为                               

④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。。

Answer 1

【答案】（1）②检查装置的气密性   ③不再有气泡产生时

（2）将装置中生成的CO₂和H₂O(g)全部排入乙、丙装置中

（3） D      活塞a前（或装置甲前）

（4）Co₃(OH)₄( CO₃)₂

（5）蓝色

（6）①  2Fe²⁺ + H₂O₂  + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O

②  Al(OH)₃   Fe(OH)₃

③  抑制CoCl₂的水解

【解析】(1) ②由于实验中要测出产生气体的质量，所以实验前要检查装置的气密性。③甲中反应结束了，乙装置中就没有气泡产生。

(2)步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是将装置中生成的CO₂和H₂O(g)全部排入乙、丙装置中。

(3)为了防止空气中的二氧化碳进入装置中，所以要在装置甲前加上除去二氧化碳的装置。

(4)n(H₂O)=0.36g÷18g/mol=0.02mol，  n(CO₂)=0.88g÷44g/mol=0.02mol，n(Co)=(3.65g-0.04mol×17g/mol-0.02mol×60g/mol)÷59g/mol=0.03mol，

x:y:z=0.03mol: 0.04mol: 0.02mol=3:4:2 所以碱式碳酸钴的化学式为Co₃(OH)₄( CO₃)₂。

(5)蓝色的钴玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应，该玻璃的颜色为蓝色。

(6) ①净化除杂时，加入H₂O₂发生反应的离子方程式为2Fe²⁺ + H₂O₂  + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O

②由表格中的数据可知pH为5．2～7．6时，Al(OH)₃ 、 Fe(OH)₃已完全沉淀，所以操作I获得的滤渣成分为Al(OH)₃ 、 Fe(OH)₃。

③加盐酸调整pH为2～3的目的为抑制CoCl₂的水解。